DE2351376C3

DE2351376C3 - Verfahren zur Herstellung von 2-Brom-3-niederalkoxyacrolein

Info

Publication number: DE2351376C3
Application number: DE2351376A
Authority: DE
Inventors: John Alexander Indianapolis Ind. Kirby
Original assignee: Eli Lilly and Co
Current assignee: Eli Lilly and Co
Priority date: 1972-10-16
Filing date: 1973-10-12
Publication date: 1982-08-26
Also published as: IL43213A; NL7313977A; BE805865A; US3824292A; FR2202871B1; GB1440780A; BR7308068D0; NL179201C; NL179201B; CH589582A5; JPS5726249B2; FR2202871A1; JPS4972212A; DE2351376B2; IE38242B1; IL43213A0; IE38242L; IT995862B; DE2351376A1

Description

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worin R jeweils Alkyl mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß verwendeten das 2-Brom-l,13,3-tetraäthoxypropan, welches sie bei der Synthese von S.-Brompyrimidin herstellten.

Das 2-Brom-3-methoxyacrolein ist bereits in Izvest Akad. Nauk. U. S. S. R., Otdel. Khim, Nauk 1961, S. 1685—1688[C.A.56,5808c(1962)]beschrieben.

Das als Ausgangsprodukt verwendete 1,1,3,3-Tetraniederalkoxypropan. hat die folgende allgemeine Formel:

man

(a) Brom mit dem oben erwähnten 1,1,3,3-Tetraniederalkoxypropan vermischt,

(b) das erhaltene Reaktionsgemisch bei Atmosphärendruck etwa 10 bis etwa 30 Minuten zum Sieden erhitzt, und

(c) das so erhaltene Reaktionsgemisch dann etwa 30 bis 60 Minuten bei etwa 6,6—13,3 mbar auf etwa 100 bis 120°C erhitzt.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 2-Brom-3-niederalkoxyacrolein aus 1,1,3,3-Tetraniederalkoxypropan.

Das 2-Brom-3-niederalkoxyacrolein wird hergestellt, indem man Brom mit 1,1,3,3-Tetraniederalkoxypropan vermischt, das erhaltene Reaktionsgemisch bei atmosphärischem Druck 10 bis 30 Minuten auf Siedetemperatur erhitzt, und das Gemisch dann 30 bis 60 Minuten bei einem Druck von 5 bis 10 mm Hg auf 100 bis 120⁰C erhitzt.

Bestimmte Pyrimidinmethanole sind bekanntlich nützliche Agrochemikalien. Aus der BE-PS 7 14 003 geht beispielsweise eine Reihe solcher Pyrimidinmethanole hervor, die sich als Pflanzenfungizide verwenden lassen. Ein Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen geht aus von 5-Brompyrimidin.

Von Bredereck et al., Chem. Bei¹. 95, 803 (1962) wird bereits die Herstellung von 2-Brom-l,l,3,3-tetraäthoxypropan beschrieben, indem man elementares Brom mit 1,1,3,3-Tetraäthoxypropan in Tetrachlorkohlenstoff als Lösungsmittel bei etwa 40⁰C unter Ultraviolettlicht umsetzt. Das dabei erhaltene Reaktionsgemisch wird mit Natriumbicarbonat-Lösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und bei vermindertem Druck destilliert. Es werden keine Angaben gemacht, daß hierbei auch Nebenprodukte entstehen. Das Waschen mit der oben erwähnten Base ergibt Emulsionen, die nur schwer weiter zu verarbeiten sind, und die sich nicht für eine großtechnische Produktion eignen. Das von Bredereck et al. beschriebene Verfahren wurde nachgearbeitet, die dort angegebenen Ausbeuten an 2-Brom-l,l,3,3-tetraäthoxypropan konnten jedoch nicht erreicht werden. Bredereck et al.

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in welcher R für Alkyl mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen steht. Das Verfahren kann zwar ohne Lösungsmittel durchgeführt werden, vorzugsweise arbeitet man jedoch in Gegenwart eines niederen Alkanols als Lösungsmittel.

Unter Alkyl mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen werden in obiger Formel beispielsweise Methyl, Äthyl, n-Propyl oder Isopropyl verstanden.

Die ferner verwendete Ausdrucksweise niederes Alkanol bezieht sich beispielsweise auf Methanol, Äthanol, n-Propanol oder Isopropanol.

Zur Durchführung der Umsetzung wird das Brom im allgemeinen zu dem 1,1,3,3-Tetraniederalkoxypropan, welches man rührt und erhitzt, zugesetzt und mit diesem vermischt. Vorzugsweise werden äquimolare Mengen an Brom und substituiertem Propan verwendet, ein leichter Überschuß eines der erwähnten Reaktionspartner ist jedoch zulässig. Die Zugabe von Brom zu dem erhitzten substituierten Propan erfolgt rasch.

Man kann die Bromierung zwar ohne ein Lösungsmittel vornehmen, vorzugsweise arbeitet man jedoch in Gegenwart eines Lösungsmittels. Als Lösungsmittel eignen sich beispielsweise niedere Alkanole, wie

Methanol, Äthanol, n-Propanol oder Isopropanol. Durch die Verwendung eines Lösungsmittels läßt sich die Umsetzung besser steuern, die bei Zugabe von Brom zu einem exothermen Verlauf neigt. Durch Verwendung eines Lösungsmittels kann man ein Überhitzen und eine

so anschließende Zersetzung der Reaktiunsteilnehmer vermeiden, und man erhält gleichzeitig höhere Ausbeuten an gewünschtem Produkt. Das Lösungsmittel ist zweckmäßigerweise in einem Verhältnis von etwa 1 bis etwa 2 Mol Lösungsmittel pro Mol 1,1,3,3-Tetraniederalkoxypropan vorhanden. Wird die Bromierung in Gegenwart eines Lösungsmittels durchgeführt, dann erhitzt man das Gemisch aus Lösungsmittel und substituiertem Propan während der Zugabe des Broms auf Rückflußtemperatur.

Nach beendeter Bromzugabe wird das Reaktionsgemisch bei atmosphärischem Druck so lange weiter erhitzt, bis die Nebenprodukte, nämlich das Bromnicderalkan und das niedere Alkanol, abdestilliert sind. Verwendet man als Lösungsmittel ein niederes Alkanol, dann lassen sich durch das Erhitzen des Reaktionsgemisches auf Siedetemperatur die eben erwähnten Nebenprodukte sowie überschüssiges Lösungsmittel besser entfernen, da diese alle gleichzeitig abdestilliert werden.

Der Ansatz wird zweckmäßigerweise etwa 10 bis etwa 30 Minuten bei atmosphärischem Druck erhitzt. Die Nebenprodukte, das Bromniederalkan und das niedere Alkanol sowie überschüssiges Alkanol lassen sich gewünschtenfalls gewinnen.

In der letzten Verfahrensstufe wird das Reaktionsgemisch auf etwa 100 bis 120⁰C erhitzt und im Vakuum 6,6—133 mbar etwa V2 bis 1 Stunde, vorzugsweise etwa ³/4 Stunden, eingeengt, wodurch man zu einem Gemisch gelangt, welches vorwiegend 2-Brom-3-niederalkoxyacrolein enthält

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß sich dieses weitere Erhitzen unter Vakuum während der Reaktion höchst günstig auswirkt, da man hierdurch größere Ausbeuten an 2-Brom-3-niederalkoxyacrolein als Hauptbestandteil der Bromierungsreaktion erhält Das Erhitzen bei vermindertem Druck dürfte die säurekatalysierte Abspaltung von Alkanol und niederem Alkylbromid aus ^-Brom-l.lAS-tetraniederalkoxypropan unter Bildung des 2-Brom-3-niederalkoxyacro-Jeins unterstützen. Dieses Produkt ist insbesondere deswegen interessant, da es bei der anschließenden Kondensationsstufe reaktionsfähiger ist. Wegen der mit der Carbonylgruppe in Konjugation befindlichen Doppelbindung ist das substituierte Acrolein bei einer Kondensationsreaktion reaktionsfähiger als das von Bredereck et al. verwendete 2-Brom-l,l,3,3-tetraniederalkoxypropan.

Wenn man beispielsweise das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene gemischte Bromierungsprodukt, welches etwa 85% 2-Brom-3-methoxyacrolein enthält, mit Formamid nach dem Verfahren von Bredereck et. al. kondensiert, dann erhält man 5-Brompyrimidin in 50prozentiger Ausbeute. Die Kondensierung des nach dem Bredereck-Verfahren als Bromierungsprodukt erhaltenen 2-Brom-l,l,3,3-Tetra-

methoxypropans mit Formamid ergibt demgegenüber eine Ausbeute an 5-Brornpyrimidin von unter 40%.

Da das 2-Brom-3-methoxyacrolein enthaltende rohe Reaktionsprodukt kann auch mit Hydrazin oder .Hydroxylamin umgesetzt werden, wodurch man zum 4-Brompyrazol oder4-Bromisoxazol gelangt

Die Bromierung wird durch das folgende Beispiel näher beschrieben.

Beispiel

Ein mit einem Friedrich-Rückfiußkühler, Tropftrichter, Thermometer und Magnetrührer versehener Dreihalskolben mit 500 ml Fassungsvermögen wird mit 164 g (1 Mol} 1,1,3,3-Tetramethoxypropan und 64 g (2

Mol) Methanol beschickt Das Reaktionsgemisch rührt man etwa 5 bis 10 Minuten bei etwa 50⁰C, wobei man durch einen Tropf trichter, dessen Zutropfrohr unter die Oberfläche des rückfliei3enden Gemisches reicht, insgesamt 160 g (1 Mol) Brom zugibt. Nach beendeter Bromzugabe wird der Rückflußkühler entfernt, und man hält das Reaktionsgemisch weitere 10 Minuten am Sieden, nämlich auf einer Temperatur von etwa 45° C, bis der Großteil an flüchtigen Nebenprodukten, Methylbromid und Methanol, abdestilliert ist.

Das Reaktionsgemisch wird hierauf unter Vermindertem Druck (8 mbar) bei einer Temperatur von etwa 120⁰C während etwa 45 Minuten eingeengt. Im Anschluß daran läßt sich das Reaktionsprodukt weiter verwenden. Es wiegt etwa 180 g, Das dabei erhaltene

JO Gemisch an Reaktionsprodukt wird durch Dampfphasen-Chrornatographie analysiert. Demnach sind etwa 85 Gewichtsprozent 2-Brom-3-methoxyacrolein vorhanden, und die restlichen 15 Gewichtsprozent bestehen aus 2-Brom-3,3-dimethoxypropanol, 2-Brom-l,l,3,3-tetramethoxypropan und winzigen Mengen anderer Nebenprodukte.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von 2-Brom-3-niederalkoxyacrolein durch Bromierung von 1,1,33-Tetraniederalkoxypropan der Formel

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